Optické metody a jejich aplikace v kompozitech s polymerní matricí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Optické metody a jejich aplikace v kompozitech s polymerní matricí"

Marta Konečná
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Optické metody a jejich aplikace v kompozitech s polymerní matricí Doc. Ing. Eva Nezbedová, CSc. Polymer Institute Brno Ing. Zdeňka Jeníková, Ph.D. Ústav materiálového inženýrství, Fakulta strojní, ČVUT v Praze

2 Požadavek pozorovat strukturu či defekt materiálu (výrobku) Technika pozorování volena dle velikosti defektu Rozlišovací schopnost d je nejmenší vzdálenost dvou objektů, které od sebe rozlišíme.

3 Makroskopické pozorování objektu pouhým okem lupou stereomikroskopem Rozlišovací schopnost oka d je nad 0,1 mm Zvětšení 1-50x Požadavky na preparaci objektu nejsou

4 Mikroskopické pozorování kdy je obraz tvořen světelným paprskem průchodem soustavou čoček světelný mikroskop Rozlišovací schopnost d = 300 nm Zvětšení x

5 Rozlišovací schopnost d Numerická apertura A Hloubka ostrosti DOF n index lomu prostředí

6 Vyvolání struktury Objekt absorbuje světelné záření - absorpční kontrast celé spektrum objekt černý určitá oblast objekt barevný Objekt neabsorbuje světelné záření - speciální vybavení polarizační mikroskop fázově kontrastní mikroskopie Světelný paprsek odražený episkopické pozorování průchozí diaskopické pozorování Pozorování ve světlém a tmavém poli

7 Porovnání obrazu struktury feritu při pozorování ve světlém a tmavém poli

8 Příprava vzorků pro pozorování v průchozím světle odběr preparace fólie fixace označení Příprava vzorků pro pozorování v odraženém světle odběr označení fixace broušení leštění zvýraznění struktury

9 Značení brusných papírů Americké Evropské FEPA Velikost zrn brusiva [ m]

10 Doporučení pro volbu drsnosti média při přípravě vzorků BROUŠENÍ BROUŠENÍ LEŠTĚNÍ LEŠTĚNÍ Předchozí drsnost : 2 : 5 : 3 velikost přítlačné síly 1-100N rychlost otáčení kotouče otáček za minutu smáčedla a chladicí média např. na bázi vodní nebo lihové

11 Doporučené postupy přípravy vzorků z kompozitních materiálů

12 Postup při přípravě vzorků kompozitů s polymerní matricí Povrch média CarbiMet2 TexMet P VerduTex MicroCloth Abrazivo / velikost P400 částice SiC chladit vodou 9 m MetalDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid 3 m MetaDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid 0,05 m MasterPrep Alumina Zatížení [N] Rychlost [ot.min -1 ] Vzájemný pohyb Doba [min] sousměrný Do zarovnání protisměrné 5: sousměrné 5: protisměrné 1:30

13 TexMet P VerduTex MicroCloth

14 Postup při přípravě vzorků kompozitů s keramickou matricí Povrch média UltraPrep Metal- Bonded Disc UltraPad VerduTex VerduTex Abrazivo / velikost 45 m Diamant Chlazení vodou 15 m MetalDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid 6 m MetaDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid 1 m MetaDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid Zatížení [N] Rychlost [ot.min -1 ] Vzájemný pohyb Doba [min] sousměrný Do zarovnání protisměrné 4: sousměrné 3: protisměrné 2:00

15 UltraPad VerduTex VerduTex

16 Postup při přípravě vzorků kompozitů s kovovou matricí Povrch média Apex Color Yellow UltraPad VerduTex ChemoMet Abrazivo / velikost 35 m Diamant Vodou chladit 9 m MetalDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid 3 m MetaDi Supreme Diamant + MetaDi Fluid 0,02-0,06 m MasterMet Collodial Silica Zatížení [N] Rychlost [ot.min -1 ] Vzájemný pohyb Doba [min] sousměrný Do zarovnání protisměrné 4: sousměrné 3: protisměrné 1:30

17 UltraPad VerduTex ChemoMet

18 Porovnání struktury vláknového kompozitu při pozorování ve světlém poli tmavém poli polarizovaném světle kontrastu Nomarského

19 Pozorování v odraženém světle světlé pole

20 Pozorování v odraženém světle - světlé pole

21 Pozorování v odraženém světle - tmavé pole

22 Pozorování v odraženém světle s polarizací - světlé pole

23 Pozorování v odraženém světle s polarizací λ destička - světlé pole

24 Pozorování v odraženém světle - světlé pole Nomarského kontrast

25 Pozorování v odraženém světle - světlé pole Nomarského kontrast

26 Pozorování v odraženém světle - světlé pole Nomarského kontrast

27 Pozorování v odraženém světle - světlé pole Nomarského kontrast

28 Porovnání obrazu struktury tenké vykrystalizované vrstvy polymeru POEX světelným mikroskopem

29 Pozorování v odraženém světle

30 Pozorování v odraženém světle interferenční mikroskopie Nomarského kontrast

31 Pozorování v průchozím světle

32 Pozorování v průchozím polarizovaném světle

33 Pozorování v procházejícím polarizovaném světle použita destička

34 Příklady pozorování vzorků v odraženém světle

35 Kompozit s hybridní výztuží

36 Kompozit s hybridní výztuží

37 Kompozit C-C

38 Kompozit C-C

39 Postup při zkoumání trhlin po svařování PP desek v odraženém a průchozím světle (bez a s polarizací) Příprava vzorků pro pozorování v odraženém světle broušením leštěním Příprava vzorků pro pozorování v průchozím světle řezáním fólie o tloušťce přibližně10 m mikrotomem

40 Pohled na svar

41 Odběr a označení vzorků

42 Plastogafický výbrus Kořen trhliny-odražené světlo

43 Plastogafický výbrus

44 Trhlina - průchozí světlo bez polarizace polarizované

45 Nehomogenity v okolí svaru polarizované bez polarizace

46 Nehomogenity a trhlina v okolí svarové housenky

47 Další příklady pozorování

48 Nedokonalý svar ultazvukem

49 Povrchová vada vzniklá při výrobě

50 Uměle vytvořené vady

51 Nedeformovaná a deformovaná struktura

52 Trhlina v PP potrubí

53 Nehomogenita v rozložení vláken

54 Příklad hodnocení rozložení výztuže s využitím obrazové analýzy

55 Nehomogenita v rozložení vláken

56 Otevření snímku v programu obrazové analýzy

57 Provedení kalibrace snímku

58 Vložení a úprava vzhledu měřítka

59 Měření délky objektů

60 Měření plochy objektů

61 Měření vzdálenosti objektů

62 Měření vzdálenosti objektů a jejich vynesením do histogramu

63 Detekce velikosti ploch určených objektů

64 Detekce velikosti ploch určených objektů a jejich vynesení do histogramu

65 Pozorování členitého povrchu světelným paprskem průchodem klasickým mikroskopem (průchod světelného paprsku čočkami optické soustavy) stereomikroskop problém řešení při větším zvětšení, menší hloubka ostrosti použití motorizovaného stolku a složení obrazu pomocí programu

66 Pozorování povrchu stereomikroskopem Nutnost vhodného osvětlení

67 Novinka při sledování povrchu Digitální měřicí mikroskop Zvětšení x

68 Kompozit PE skleněné vlákno

69 Kompozit PE - kokosové vlákno

70 Kompozit PE - kokosové vlákno měření průměru vláken

71 Kompozit PE - kokosové vlákno pro analýzu obrazu

72 Kompozit PE - kokosové vlákno analýza topografie povrchu

73 Kompozit PE - kokosové vlákno analýza topografie povrchu

74 Kompozit PE - kokosové vlákno analýza topografie povrchu

75 Lomová plocha PS-HI

79 Povrch POM

81 Povrch POM elektronový mikroskop

82 Konfokální laserová mikroskopie obraz vytváří laserový paprsek (intenzivní bodový zdroj světla) Rozlišovací schopnost 0,3 nm Zvětšení x Výhody: 1,4x lepší rozlišovací schopnost d než klasického mikroskopu o stejné numerické apertuře objektivu možnost sledovat povrchový reliéf

83 Děkuji za pozornost Výsledky tohoto projektu LO1207 byly získány za finančního přispění Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu Národní program udržitelnosti I

Podobné dokumenty

Mikroskopické metody Přednáška č. 3. Základy mikroskopie. Kontrast ve světelném mikroskopu

Mikroskopické metody Přednáška č. 3 Základy mikroskopie Kontrast ve světelném mikroskopu Nízký kontrast biologických objektů Nízký kontrast biologických objektů Metodika přípravy objektů pro světelnou